Função pura a fundo: só entra e sai

As duas regras da pureza

A pureza cabe em duas regras. A primeira: o resultado depende apenas do que entra pelos argumentos. A função não espia uma variável global que pode ter mudado, não lê o relógio do sistema, não sorteia um número aleatório por dentro. Tudo de que ela precisa chega pela porta da frente. A segunda regra: a função não causa efeito nenhum no mundo externo. Ela não grava um arquivo, não escreve na tela, não manda uma mensagem pela rede, não altera um dado compartilhado. O único vestígio que deixa é o valor que devolve. Juntando as duas, você tem uma peça que se comporta como uma fórmula da matemática: entra x, sai f de x, sempre igual.

Essa combinação dá um superpoder chamado transparência referencial. Se uma função é pura, você pode substituir a chamada dela pelo resultado que ela devolveria, e o programa não muda em nada. Escrever somar(2, 3) ou escrever 5 direto dá no mesmo, porque a chamada não faz mais nada além de produzir o cinco. Isso libera o computador para guardar resultados e reaproveitar, e libera você para raciocinar sobre o código como quem lê contas no papel. Cada peça pura é uma verdade estável, que vale hoje, amanhã e daqui a mil chamadas.

O que torna uma função impura

Uma função vira impura no instante em que quebra uma das duas regras. Ler o relógio a torna impura, porque a saída passa a depender de quando você chamou, não só dos argumentos. Ler ou escrever uma variável global a torna impura, porque agora ela depende de algo que está fora dos argumentos, ou mexe em algo que outros veem. Imprimir na tela, salvar um arquivo, mandar um e-mail, tudo isso é efeito externo e derruba a pureza. Repare no exemplo abaixo: a mesma ideia, calcular um preço com desconto, aparece pura e impura. A pura recebe a taxa por argumento; a impura vai buscar a taxa numa variável de fora, que pode ter mudado, e ainda registra a operação num log.

// PURA: tudo vem dos argumentos, nada vaza para fora
função precoFinal(preco, taxaDesconto)
  retorne preco - preco * taxaDesconto
fim

// IMPURA: lê variável global e escreve no mundo externo
taxaGlobal <- 0.1
função precoImpuro(preco)
  escreva("calculando...")           // efeito externo
  retorne preco - preco * taxaGlobal  // depende de fora dos argumentos
fim

A versão pura só depende de preco e taxaDesconto. A impura lê taxaGlobal e imprime, dois pecados.

Por que a função pura é fácil de testar

Testar uma função pura é quase trivial, e é aqui que o esforço da pureza se paga. Como ela só depende dos argumentos, o teste é uma linha: chame com uma entrada conhecida e confira se a saída é a esperada. Não precisa preparar um banco de dados, simular a rede, congelar o relógio nem limpar arquivos depois. Não há estado escondido para arrumar antes nem sujeira para varrer depois. Já uma função impura obriga o teste a montar todo o cenário externo, e ainda assim pode falhar de forma diferente a cada execução, porque depende de coisas que mudam. Quanto mais lógica você concentra em funções puras, mais barato e confiável fica testar o programa inteiro.